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新的发现揭示了受伤或疾病引发的炎症是如何恢复的
新的发现为广泛的损伤或急性疾病引起的炎症的恢复提供了深入的见解。
研究人员根据炎症反应后白细胞和血小板恢复正常的速度来定义常见的健康轨迹
这一发现可以帮助临床医生在康复过程不顺利时更快地认识到并进行干预
该团队的最终目标是建立个性化的康复轨迹，使患者从各种各样的医疗和手术条件中恢复健康，并可在临床环境中使用。
炎症是人体的第一道防线，成群的免疫细胞冲向受伤或急性病部位进行修复并阻止进一步的损伤。
一旦成功，炎症会帮助身体在创伤后生存和愈合。然而，当炎症反应后的恢复出现问题时，它表明损伤仍在发生——炎症本身会导致进一步的损伤，导致更严重的疾病，甚至死亡。
但是如何区分良好的炎症恢复和不良的炎症恢复呢?
由哈佛医学院和马萨诸塞总医院的研究人员领导的一项新研究在8月22日的《自然通讯》上发表，揭示了关键的线索。
科学家们确定了手术后成功康复的患者或COVID-19、心脏病和败血症等急性疾病患者炎症反应的普遍特征。他们发现，这些特征包括白细胞和血小板计数恢复正常时遵循的精确路径。
如果在进一步的研究中得到确认，并最终成为临床指南，这些发现可以帮助临床医生更快地识别出个别患者的康复情况，让他们更早地进行干预。
一个古老的过程
炎症是对几乎所有疾病的普遍反应——因此，几千年来人们一直试图描述它。在古罗马时期，医学作家奥勒斯·塞尔苏斯概述了炎症的四种主要症状:发红、发热、肿胀和疼痛——后来，内科医生和外科医生盖伦又将功能丧失列入其中。今天，科学家们知道，炎症的症状是由于免疫系统对受伤或急性疾病做出反应，释放出具有保护作用的白细胞、蛋白质和化学因素，导致身体发生生理变化。
虽然今天的临床医生善于根据高白细胞计数或发烧等症状来识别正在经历炎症的患者，但“没有指导来评估炎症是如何进行的，以及它是否以适当的方式消退，”HMS布拉瓦尼克研究所系统生物学教授、资深作者约翰·希金斯说。“令人惊讶的是，作为医生，我们在区分炎症反应良好的患者和反应不好的患者方面能力不足。”
然而，了解炎症是否有效地对疾病做出反应，并逐步恢复是至关重要的，因为这可以帮助医生决定是袖手旁观，让患者的身体自行愈合还是进行干预。
希金斯和他的团队开始了解炎症的恢复，以确定成功恢复是否有共同特征。
成功的迹象
因为炎症发生在已经生病的病人身上，这可能是一个复杂的研究过程。因此，研究人员知道，要分离出共同特征，他们需要在高度控制的环境下研究炎症恢复。
“我们需要找到这样一种情况:每个人一开始都处于相同的总体稳定的健康状态，然后他们都在特定的时间得到类似的炎症刺激，”第一作者布罗迪·福伊解释说，他是HMS和麻省总医院的系统生物学研究员。
他们选择了非急诊心血管手术——更具体地说，冠状动脉搭桥手术、瓣膜置换手术或某种组合。这些手术通常是在相对健康的有潜在心脏问题的病人中进行的，但在其他方面是稳定的，没有出现需要立即治疗的问题。然而，所有的心血管外科手术都涉及到相当大的组织创伤和损伤，因为外科医生要对心脏进行手术修复，从而引发了严重的炎症反应。
为了确定炎症恢复的模式，研究人员与作者Thoralf Sundt(马萨诸塞总医院爱德华d丘吉尔外科教授)合作，检查了马萨诸塞总医院接受心血管手术的4693名患者的医疗记录数据。在同时分析了几十项测量数据后，他们发现恢复良好的患者的轨迹中有共同的特征。他们锁定了两个变量，这两个变量可靠地确定了炎症恢复的轨迹:白细胞计数(在炎症过程中会升高，这并不奇怪)和血小板计数(随着血小板被用于凝血和愈合，血小板计数会下降)。
在术后恢复良好的患者中，白细胞计数以精确的速度下降，而血小板计数以不同但同样精确的速度增加。研究人员说，这些轨迹可以用一种个性化的方式来监测恢复情况。
“医生通常无法同时追踪20个不同变量的变化。我们真的希望能够通过医生甚至患者已经熟悉的少量测量来定义良好的恢复，”作者乔纳森·卡尔森说，他是HMS和MGH的血液学家和研究员。
随后，研究小组将研究范围扩大到其他类型的手术，包括截肢、髋关节置换、剖宫产、部分结肠切除，以及一种复杂的胰腺手术——惠普尔(Whipple)手术。他们还研究了导致炎症的感染，如COVID-19和艰难梭状芽胞杆菌结肠炎，以及由感染引发的危及生命的炎症反应败血症。最后，他们分析了心脏病发作和中风等事件后的恢复模式，这些事件会导致组织缺氧，并引发异常炎症。
研究人员发现，恢复良好的患者的白细胞计数和血小板计数遵循相同的特征轨迹，恢复到正常范围，就像他们的心血管手术的同行一样——而且无论他们的状况或年龄。无论患者恢复的速度有多快，或他们的白细胞和血小板计数开始达到什么水平，这些模式都是一致的。
此外，科学家们还可以用数学方法精确地确定恢复成功的轨迹:白细胞计数经历指数衰减，而血小板计数在短时间延迟后呈线性增长。
希金斯说:“这项研究令人兴奋的地方在于，它表明，很多疾病的恢复路径都有共同的特征，如果我们知道什么是良好的恢复，那么我们应该能够识别不好的恢复。”
翻译结果
对希金斯来说，这些炎症的恢复轨迹让人想起贾里德·戴蒙德(Jared Diamond)在《枪炮、病菌与钢铁》(Guns，病菌与钢铁)一书中推广的所谓安娜·卡列尼娜原理:事情只有一种可能会顺利，但很多情况下会出错。恢复良好的患者通常遵循白细胞计数和血小板计数的可预测的减少和增加模式，而恢复不好的患者可能是白细胞计数过高或过低——或者根本没有按照预期的速度变化。
他还与儿童生长图表进行了比较，每个孩子的体重和身高都从不同的点开始，但应该遵循相同的生长轨迹，从而保持在一个相似的百分比。他希望他的团队最终能够制作出类似的炎症恢复图表，为患有各种疾病的患者个性化健康轨迹。
希金斯和他的团队正在努力将他们的发现交给临床医生，帮助他们更好地了解患者是如何从炎症中恢复的。
为了说明这一观点，希金斯强调了一个78岁的妇女因心脏病发作入院的案例。在她恢复的第四天，她的白细胞计数下降到正常范围，这表明她恢复得很好。然而，她的白细胞计数仍然高于研究人员定义的健康轨迹——在接下来的几天里，随着病情的恶化，白细胞计数继续增加。希金斯说，换句话说，整体模式比绝对血细胞计数提供了更有价值的诊断线索，因为它提前一天表明患者的恢复过程中出现了问题。
然而，希金斯警告说，基于这些复苏不佳的预兆而进行的早期干预是否可能改善结果，还有待观察。那是一个需要进一步研究的课题。
希金斯说:“我们的方法实际上只是识别高风险患者。”“我们仍然需要研究是否提前一点诊断真的会有帮助，但至少我们有机会进行干预。”
希金斯和他的团队还对导致受伤或疾病后白细胞和血小板计数恢复或不能恢复正常的潜在生物机制感兴趣。
希金斯说:“这些发现有助于对机制产生一些假设。”例如，它指导研究人员在炎症期间观察白细胞计数何时达到峰值，并探索体内在达到峰值后导致指数衰减的过程。
研究人员还想在这个过程的早期转移他们的注意力，看看他们是否能找到患者在受伤或生病后最初出现炎症时良好反应的共同特征。
“从一开始就定量地了解良好的恢复是什么样的，将使我们能够在更早的时间点识别有风险的患者，并设计改善结果的干预措施，”作者Aaron Aguirre说，他是马萨诸塞州总医院的医学助理教授。
该研究得到了One Brave Idea Initiative、乔治梅森大学莫catus中心快速拨款、美国国立卫生研究院(DP2DK098087)、清洁竞争研究合作伙伴关系、MGH Hassenfeld奖和风险控制保险公司/风险管理基金会的支持。
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